Results of the breeding program aimed at improvement of male fertility of hybrid rye varieties. | Rezultaty programu hodowli w kierunku poprawienia męskiej płodności odmian mieszańcowych żyta.

English. The paper discusses the results of the breeding program for a new generation of paternal components of rye hybrid varieties with full capacity to restore male fertility in the Pampa cytoplasm. Plant material involved S2 and S3 inbred lines, male parents (restorer synthetics), test hybrids and experimental hybrids derived from the current breeding program in Smolice Plant Breeding Ltd. The S2 and S3 inbred lines were developed from new breeding populations including donors of restorer genes with different origins (R-pol, R-tur, R-ir). The inbred lines and the male parents were crossed to the same hard-restoration tester (CMS-Tt) under isolation bags, between isolation walls and in foil tunnels. The level of male fertility of test hybrids was assessed in two growing conditions (foil tunnel, field) by pollen shedding visual scores of plant plots and/or by anther dehiscence visual scores of single plants with a 1–9 scale. The restoration indices (RI%) were calculated according to the formula: RI = % of male fertile (%mf) plants + 1/2% of partially male fertile plants (%pmf). Moreover, frequency of full (IR>70%) and partial (IR=50–70%) restorers was determined among genotype groups from particular stages of the program. In the years 2014–2017, a considerable progress was achieved in the improvement of male fertility restoring ability in the Pampa cytoplasm compared to the previous period (data 2013). Majority of the newly developed inbred lines and created male parents were highly effective in restoration of male fertility in the Pampa cytoplasm. High frequency of full restorers was found in each group of genotypes. Several genotypes were able to restore completely pollen fertility (IR = 100%) of their hybrids with various male sterile lines cultivated in both growing conditions — foil tunnel and field. Very effective restorers directly could be used for creation of Pampa-based rye hybrids with improved male fertility. In addition, the best of them should be also utilized as restoring gene donors in breeding programe of rye hybrids.

Polish. W pracy omówiono rezultaty programu hodowli nowej generacji komponentów ojcowskich odmian mieszańcowych żyta o pełnej zdolności przywracania męskiej płodności w cytoplazmie Pampa. Materiał badań stanowiły genotypy żyta, pochodzące z poszczególnych etapów programu hodowli HR Smolice Sp. z o.o.: linie wsobne pokolenia S2 i S3, wyprowadzone z nowych populacji hodowlanych z udziałem donorów genów przywracających płodność (R-pol, R-tur, R-ir), komponenty ojcowskie mieszańców (tzw. syntetyki restorery (Syn-R)) oraz mieszańce testowe i mieszańce eksperymentalne. Zdolność przywracania płodności wszystkich grup genotypów żyta określono poprzez krzyżowanie ich z tym samym męskosterylnym testerem trudnym do przywrócenia płodności (CMS-Tt) i ocenę męskiej płodności mieszańców testowych w dwóch warunkach uprawy (tunele foliowe, pole). Efektywność działania wybranych restorerów (R) sprawdzono poprzez krzyżowanie ich z ośmioma liniami męskosterylnymi (P) o zróżnicowanym wpływie na poziom przywrócenia płodności mieszańców P×R. Męską płodność mieszańców testowych oceniono poprzez wizualną bonitację intensywności pylenia roślin na poletkach obserwacyjnych i/lub bonitację męskiej sterylności/płodności pojedynczych roślin. Następnie wyznaczono indeksy restoracji według wzoru: IR = % roślin płodnych (%mf) + 1/2% roślin częściowo płodnych (%pmf). Następnie określono frekwencję pełnych (IR>70%) i częściowych restorerów (IR=50–70%) wśród grup genotypów, pochodzących z poszczególnych etapów programu. Badania wykazały, że większość genotypów (linie wsobne, komponenty ojcowskie), charakteryzowała się wysoką zdolnością przywracania męskiej płodności w cytoplazmie Pampa. W latach 2014–2017 osiągnięto znaczny postęp w hodowli pełnych restorerów płodności w porównaniu z poprzednim okresem (dane 2013 roku). W każdej grupie genotypów (linie wsobne pokolenia S2 i S3, komponenty ojcowskie) stwierdzono wysoką frekwencję restorerów całkowicie przywracających męską płodność mieszańców z cytoplazmą Pampa. Niektóre komponenty ojcowskie całkowicie przywróciły męską płodność mieszańców z wszystkimi liniami męskosterylnymi (IR = 100%) w obu warunkach uprawy. Niektóre pełne i stabilne restorery mogą być bezpośrednio użyte do tworzenia odmian mieszańcowych żyta o wysokim poziomie męskiej płodności. Ponadto najlepsze z nich powinny zostać wykorzystane, jako donory genów przywracających płodność, w kolejnych cyklach hodowli odmian mieszańcowych żyta.